Акумулятори в майбутніх електромобілях, смартфонах, електролітаках і в інших пристроях можуть стати умовно невагомими не втрачаючи властивостей запасати енергію. У цьому немає чарівництва. Якщо акумулятор зробити невід'ємною частиною корпусу або іншої структурної деталі конструкції, то його вагу банально можна не враховувати. Такий підхід позбавить від використання в пристрої окремого акумулятора, що зробить виріб легшим і меншим. І це не фантастика.
Ще два роки тому шведські вчені з Технологічного університету Чалмерса повідомили про розробку структурного акумулятора з композитного вуглецевого матеріалу, корпус якого витримує такі фізичні навантаження, які б знищили звичайну літієву батарею. Тоді цей винахід виданням Physics World було названо найбільшим науковим досягненням року. А днями стало відомо, що за два роки вчені змогли десятиразово поліпшити сукупні характеристики свого акумулятора.
Так, якщо розробка 2018 року характеризувалася модулем поздовжньої пружності на рівні 25 ГПа, то нова батарея утримує цей показник на рівні 75 ГПа. Це означає, що за механічною міцністю структурний акумулятор піднявся від середнього між свинцем і оловом до дюралюмінію. Фактично з нової батарейки можна робити корпус літака, і цей корпус сам буде акумулятором. Який простір для конструкторів! Адже це полегшення ваги, яке можна конвертувати в швидкість або в дальність пересування.
На жаль, проблеми зі структурними шведськими акумуляторами криються в дуже низькій щільності запасної енергії. Розробка 2018 року могла похвалитися щільністю всього 24 Вт· год/кг. Але два роки досліджень змогли поліпшити цей параметр до 75 Вт· год/кг. Це приблизно в чотири рази поступається можливостям сучасних масових літієвих акумуляторів, але ж цей елемент не буде нічого важити в складі пристрою. Майже нічого.
У «безмасовому» акумуляторі з вуглепластику роль несучої (структурної) конструкції грають навіть електроди і електроліт. Точніше, електролітом просочена склоткань, яка розділяє електроди і також зміцнює батарею. Катод такого акумулятора виготовлено з вуглецю, а анод - з фольги зі з'єднання літію і фосфату-заліза.
У майбутньому вчені планують зробити з вуглецю також анод, додатково підвищивши міцність акумулятора. Також планується зробити тонше розділове скловолокно з просоченням електролітом. Це додатково дозволить збільшити робочі струми і швидкість заряду. Розвиватися є куди і це дуже цікавий напрямок.
